本書詳細(xì)介紹了礦山工程地質(zhì)的相關(guān)內(nèi)容，內(nèi)容豐富、條理清晰，具有前瞻性和實(shí)用性。本書可供從事地質(zhì)工程、采礦工程的本科生參考使用，亦可供從事相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。本書詳細(xì)介紹了礦山工程地質(zhì)的相關(guān)內(nèi)容，內(nèi)容豐富、條理清晰，具有前瞻性和實(shí)用性。本書可供從事地質(zhì)工程、采礦工程的本科生參考使用，亦可供從事相關(guān)專業(yè)的工程技術(shù)人員參考。

隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,能源的需求量逐年增加,煤炭在我國的能源結(jié)構(gòu)中一直占據(jù)主體地位。進(jìn)入21世紀(jì)以來,隨著我國大規(guī)模礦山建設(shè)的開展,工程地質(zhì)問題成為影響工程建設(shè)的關(guān)鍵問題。作為礦業(yè)類高等院校,應(yīng)適應(yīng)國家發(fā)展的需要,因此,特組織編寫了《礦山工程地質(zhì)學(xué)》教材,作為采礦工程和礦山建設(shè)工程等專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程教材。

本教材以礦山建設(shè)過程中應(yīng)用的地質(zhì)學(xué)理論為主體,以地球?qū)W、巖石學(xué)、礦物學(xué)、構(gòu)造地質(zhì)學(xué)、水文地質(zhì)學(xué)和巖體力學(xué)等學(xué)科為理論研究基礎(chǔ),研究與礦山設(shè)計(jì)、建設(shè)和生產(chǎn)過程有關(guān)的工程地質(zhì)、水文地質(zhì)、地質(zhì)構(gòu)造、工程巖體和礦山常見地質(zhì)災(zāi)害等問題。

本教材注重實(shí)用性,突出地質(zhì)學(xué)基本理論和基本知識(shí)。同時(shí),力求重點(diǎn)突出,跟蹤學(xué)科發(fā)展的前沿,引入最新科學(xué)研究成果,適應(yīng)礦山建設(shè)工程地質(zhì)學(xué)的發(fā)展要求。

本教材按64學(xué)時(shí)授課內(nèi)容編寫,根據(jù)專業(yè)和學(xué)科特點(diǎn)適當(dāng)取舍。全書共分十三章:第一章、第三章和第四章由楊曉杰和韓巧云負(fù)責(zé)編寫;第二章、第十章和第十三章(瓦斯突出)由張娜負(fù)責(zé)編寫;第五章和第九章由張國鋒負(fù)責(zé)編寫;第七章、第八章、第十三章(軟巖大變形)和第十二章由郭志飚負(fù)責(zé)編寫;第十一章和第十三章(高溫?zé)岷?由郭平業(yè)負(fù)責(zé)編寫;第十三章(巖爆)由李德建負(fù)責(zé)編寫;第六章和第十三章(滑坡)由陶志剛負(fù)責(zé)編。

全書由楊曉杰和郭志飚負(fù)責(zé)統(tǒng)稿和定稿。

本教材在策劃和編寫過程中,得到了深部巖土力學(xué)與地下工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(北京)主任何滿潮院士指導(dǎo)和幫助,在此表示衷心感謝。

本教材在編寫過程中,得到了山東科技大學(xué)胡紹祥教授的指導(dǎo)和幫助,在此表示衷心感謝。本教材在編寫過程中參閱了許多專家、學(xué)者的著作和文獻(xiàn),在此一并致謝!本書除作為本科生教材外,還可作為從事相關(guān)專業(yè)的科學(xué)研究人員、設(shè)計(jì)人員和現(xiàn)場工程技術(shù)人員參考用書。

由于時(shí)間倉促,加之編者水平有限,書中不妥之處在所難免,懇請(qǐng)讀者不吝指正。

編 者

2015年1月

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1 緒論………………………………………………………………………………………… 1

1.1 礦山工程地質(zhì)學(xué)研究對(duì)象………………………………………………………… 1

1.2 礦山工程地質(zhì)學(xué)研究內(nèi)容………………………………………………………… 1

1.3 礦山工程地質(zhì)學(xué)研究方法………………………………………………………… 2

1.4 礦山工程地質(zhì)學(xué)任務(wù)……………………………………………………………… 2

2 地球概況…………………………………………………………………………………… 3

2.1 地球在宇宙中的位置……………………………………………………………… 3

2.2 地球的形狀和性質(zhì)………………………………………………………………… 6

2.3 地球圈層構(gòu)造……………………………………………………………………… 11

課后習(xí)題………………………………………………………………………………… 16

3 礦物………………………………………………………………………………………… 17

3.1 礦物的概念及分類………………………………………………………………… 17

3.2 礦物的成因及標(biāo)型特征…………………………………………………………… 19

3.3 礦物的化學(xué)成分…………………………………………………………………… 21

3.4 礦物的形態(tài)及物理性質(zhì)…………………………………………………………… 26

3.5 礦物鑒定的研究方法……………………………………………………………… 34

3.6 常見礦物…………………………………………………………………………… 37

課后習(xí)題………………………………………………………………………………… 42

4 黏土礦物…………………………………………………………………………………… 43

4.1 黏土礦物及其分類………………………………………………………………… 43

4.2 黏土礦物的基本結(jié)構(gòu)……………………………………………………………… 45

4.3 黏土礦物的性質(zhì)…………………………………………………………………… 51

4.4 黏土礦物鑒定的研究方法………………………………………………………… 54

4.5 常見黏土礦物……………………………………………………………………… 59

課后習(xí)題………………………………………………………………………………… 63

5 巖石………………………………………………………………………………………… 64

5.1 巖石的分類………………………………………………………………………… 64

5.2 巖石的物理性質(zhì)…………………………………………………………………… 8

5.3 巖石與巖體的工程地質(zhì)性質(zhì)……………………………………………………… 91

課后習(xí)題………………………………………………………………………………… 102

6 地質(zhì)年代………………………………………………………………………………… 103

6.1 地層系統(tǒng)………………………………………………………………………… 103

6.2 地層單位和地質(zhì)年代…………………………………………………………… 108

6.3 年代地層單位和地質(zhì)年代系統(tǒng)………………………………………………… 110

課后習(xí)題………………………………………………………………………………… 118

7 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地質(zhì)構(gòu)造…………………………………………………………………… 119

7.1 基本概念………………………………………………………………………… 119

7.2 構(gòu)造運(yùn)動(dòng)………………………………………………………………………… 121

7.3 水平構(gòu)造和傾斜構(gòu)造…………………………………………………………… 123

7.4 褶皺構(gòu)造………………………………………………………………………… 124

7.5 斷裂構(gòu)造………………………………………………………………………… 130

7.6 地層的接觸關(guān)系………………………………………………………………… 140

課后習(xí)題………………………………………………………………………………… 142

8 地應(yīng)力…………………………………………………………………………………… 143

8.1 地應(yīng)力的概念和成因…………………………………………………………… 143

8.2 地應(yīng)力測量方法………………………………………………………………… 144

8.3 地應(yīng)力現(xiàn)場測量在旗山煤礦的應(yīng)用…………………………………………… 153

課后習(xí)題………………………………………………………………………………… 158

9 工程巖體………………………………………………………………………………… 159

9.1 工程巖體的概念………………………………………………………………… 159

9.2 巖體的基本構(gòu)成———結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體………………………………………… 160

9.3 工程巖體分類…………………………………………………………………… 162

9.4 工程巖體穩(wěn)定性分級(jí)…………………………………………………………… 172

9.5 工程巖體穩(wěn)定性的影響因素…………………………………………………… 177

課后習(xí)題………………………………………………………………………………… 178

10 土………………………………………………………………………………………… 179

10.1 土的組成與結(jié)構(gòu)、構(gòu)造………………………………………………………… 179

10.2 土的物理力學(xué)性質(zhì)……………………………………………………………… 190

10.3 土的工程分類…………………………………………………………………… 198

10.4 土的成因分類…………………………………………………………………… 199

10.5 特殊土的工程性質(zhì)……………………………………………………………… 204

課后習(xí)題………………………………………………………………………………… 210

11 地下水…………………………………………………………………………………… 211

11.1 地下水概述……………………………………………………………………… 211

11.2 地下水類型及其主要特征……………………………………………………… 217

11.3 地下水的性質(zhì)…………………………………………………………………… 224

11.4 地下水對(duì)工程的影響…………………………………………………………… 230

課后習(xí)題………………………………………………………………………………… 238

12 地質(zhì)圖件………………………………………………………………………………… 239

12.1 地質(zhì)剖面圖……………………………………………………………………… 239

12.2 地形地質(zhì)圖……………………………………………………………………… 243

課后習(xí)題………………………………………………………………………………… 249

13 常見的礦山地質(zhì)災(zāi)害…………………………………………………………………… 250

13.1 巖爆……………………………………………………………………………… 250

13.2 軟巖大變形……………………………………………………………………… 260

13.3 滑坡……………………………………………………………………………… 264

13.4 高溫?zé)岷Α?276

13.5 瓦斯突出………………………………………………………………………… 282

課后習(xí)題………………………………………………………………………………… 295

參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………… 296

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